سنگ آهن

سنگ آهنماده اولیه تولید فولاد است و 98 درصد استخراج این ماده در سطح جهان، به منظور تولید فولاد استفاده می شود. این عنصر که به راحتی اکسیده می ‌شود، چندان محکم نیست و آلیاژ آن، برای افزایش استحکام در صنعت ساختمان سازی و نظایر آن، با استفاده از عناصر مختلف به ویژه نیکل و کروم تهیه می شود. از آنجا که صنایع خودروسازی و ساخت و ساز، مصرف ‌کنندگان اصلی فولاد هستند، بنابراین میزان تقاضای فولاد در این صنایع، بر تقاضا و قیمت سنگ آهن موثر است.

هر چند سنگ آهن، جایگزین مستقیمی ندارد اما فولاد به عنوان مصرف‌ کننده اصلی آن، جایگزین‌ های مختلفی دارد و با فلزاتی مانند آلومینیوم به ویژه به دلیل رشد فزاینده آن در صنعت خودروسازی رقابت می کند. با این همه، از آنجا که تولید آلومینیوم نیازمند مصرف بالای برق است، مصرف فولاد همچنان رایج تر است. البته کانتینر، پلاستیک و شیشه در امر تولید نیز جایگزین ‌هایی برای فولاد هستند. نکته دیگر اینکه هر چند حجم محدودی از آهن قراضه بازیافت می‌ شود ولی بازیافت فولاد از فلزات دیگر بیشتر است و با اینکه از بازیافت قراضه، فولاد نیز تولید می‌ شود ولی حجم آن کافی نیست. سنگ آهن در صورت مذاب شدن، آهن فلزی (Fe) حاصل می شود. سنگ آهن اغلب از اکسیدهای آهن تشکیل شده است که اشکال اولیه آن مگنتیت (Fe304)  و هماتیت (Fe203)  است.

استخراج سنگ آهن

استخراج سنگ آهن :سنگ آهن به طور معمول در فاصله چند متری سطح زمین یافت می شود و اکثر معادن ایران از یک سیستم برش باز (Open cut) استفاده می کنند که به پیچیدگی کمی احتیاج دارد. پس از استخراج سنگ آهن طی چندین مرحله آن را آماده فرآوری و واردسازی به کوره می کنند. این مرحله شامل خردکردن، آسیاب کردن، سرند کردن و سپس شست و شو هستند. سرانجام با استفاده از روش فلوتاسیون یا بهره‌گیری از جداکننده های مغناطیسی عیار آن را تا حدود 60-65 درصد بالاتر می برند و سنگ های حاصل را به ابعاد 6 تا 25 میلی‌متر در میاورند تا برای بارگذاری برای کوره مناسب باشند. در کوره هایی با نام کوره وزشی، سنگ آهن تغلیظ شده را همراه با سنگ آهک و زغال کک در معرض گرمای فراوان قرار می دهند و در ادامه فلز مورد نظر بر اثر حرارت و جریان گازهای حاصل از سوخت کک، ذوب می شود. آهن مذاب و تفاله های حاصل از ناخالصی سنگ آن، به مرور از کوره تخلیه می شود.

در این سیستم کوره به طور متداول از قطعات جدید سنگ فلز شارژ شده و آهن مذاب از آن به وجود می آید. محصول بدست آمده از این کوره، چدن است که در برخی صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. اما اکثر سازه های فلزی و صنایع وابسته به فرآوری فلزات، نیاز به فرمی بسیار مقاوم به نام فولاد دارند. به همین علت چدن را مجدد فرآوری کرده و از آن فولاد مورد نیاز را به دست می آورند.

دما کوره به 1925 درجه سانتیگراد نیز می رسد و خروجی کوره آهن مذاب همراه با گاز مونوکسید کربن است. واکنش های درون این کوره ها به احیای مستقیم نیز معروف است. منظور، واکنشی است که طی آن سنگ آهن اولیه توسط مواد احیا کننده‌ی جامد یا گازی احیا می شود. در نهایت محصول تولید شده از این واکنش، بسته به درصد کربن موجود در آن، چدن یا فولاد نامیده می شود.

کاربرد سنگ آهن

کاربرد سنگ آهن :عمده ترین کاربردها و موارد مصرف سنگ آهن در ساخت ماشین آلات، تجهیزات ساختمان سازی، راه آهن تجهیزات مختلف صنعتی است. همچنین کاربردهای متفرقه مانند به کارگیری تولید بتن و سیمان، گل حفاری، شست و شوی زغال سنگ و برخی رنگدانه ها برای آن ذکر شده است.

از سایر کاربردهای سنگ آهن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  •  آهن پودر شده (استفاده از انواع خاصی از فولادها، مگنت ها، قطعات اتومبیل و کاتالیست ها)
  • آهن رادیواکتیو (استفاده در داروسازی به عنوان عنصر ردیاب در تحقیقات بیوشیمی و فلزکاری)
  • اکسید آهن سیاه (به عنوان رنگدانه در ترکیبات پولیش، داروسازی، فلزکاری، ساخت جوهرهای مغناطیسی و…)
  • آهن قرمز (برای نقاشی ها، جوهر پرینت، لوازم آرایشی مانند سایه چشم، رنگ های هنری، پلاستیک ها، کود و مراحل نهایی صنعتی)

 دسته بندی فراورده سنگ آهن

دسته بندی فراورده سنگ آهن فرآوری این ماده با توجه به محصول تولیدی، به دو دسته تقسیم می شود:

  • تولید سنگ آهن دانه بندی شده

برای تولید سنگ آهن دانه بندی شده از روش خشک و بدون آب استفاده می شود. سنگ آهن دانه بندی شده به دلیل اینکه دارای عیار پایین است، در سیستم احیا قابل استفاده نیست و از آن در کوره بلند بهره گرفته می شود.

  • تولید کنسانتره

برای تولید سنگ آهن کنسانتره از آب استفاده می شود. از آنجا که کنسانتره تولید شده، عیار مناسبی دارد، متناسب با نیاز، در مصارف مختلف، قابل بهره برداری است. در این رابطه، مراحل فرآوری سنگ آهن برای تولید کنسانتره عبارتند از: خرد کردن، آسیاب کردن، پرعیارسازی، آبگیری
نکته حائز اهمیت اینکه فرآوری سنگ آهن برای تولید فولاد اهمیت دارد. در صورت فرآوری آن، در بسیاری از فرآیندهای تولید فولاد و هزینه های ناشی از آن، صرفه جویی می شود. همچنین کاهش هزینه تصفیه، کاهش آلودگی و کاهش هزینه ذوب و انرژی از دیگر مزایای فرآوری سنگ آهن در این زمینه است. فرآوری سنگ آهن از منظر عرضه آن در بازار به صورت های مختلف انجام می شود و صنایع گوناگون می توانند از آن به شیوه مورد نظر خود استفاده نمایند.

انواع سنگ آهن

انواع سنگ آهن :سنگ آهن ها انواع مختلفی دارند و در مجموع، قیمت آنها، مناسب و مقرون به صرفه است. با توجه به اینکه حداقل آهن موجود در سنگ آهن، 20 درصد است، هر چه مقدار آهن آنها افزایش پیدا کند، ارزش بالاتری دارند. انواع سنگ آهن حداقل از دو جنبه قابل طبقه بندی است:

  •  انواع سنگ آهن از لحاظ شکل ظاهری شامل: دانه بندی شده، کلوخه، کنسانتره، گندله که قبلا توضیح داده شد.
  • انواع سنگ آهن از لحاظ نوع کانی شامل: هماتیت، مگنتیت، زئولیت، لیمونیت، سیدریت

در حال حاضر، با ارزش ‌ترین سنگ آهن ‌های موجود که میزان آهن آنها حدود 70 درصد است، عبارتند از:

  • سنگ آهن مگنتیت: نوعی از سنگ آهن به رنگ سیاه است که مهم ترین ویژگی آن، دارا بودن خاصیت الکترومغناطیسی است. از سنگ آهن مگنتیت نیز به منظور تولید آهن ربا استفاده می شود و به خاطر ویژگی های آن در موارد متعدد، کاربرد دارد. این نوع سنگ آهن، هم در اکتشاف و هم در فرآوری، کم‌ هزینه ‌تر است. مگنتیت در آلمان، سوئد، فنلاند، رومانی، اتریش، ایتالیا، برزیل، سوئیس، استرالیا، آمریکا، هند و مصر یافت می ‌شود.
  • سنگ آهن هماتیت: یکی از کانی های سنگ آهن است که به وسیله آب و اسید کلریک تمیز می شود و می توان از آن به عنوان رنگدانه نیز استفاده کرد. شکل ظاهری این سنگ آهن، فلس دار و دانه دانه است و به رنگ قرمز قهوه ای و به صورت صدفی و فلزی است. از ویژگی های این سنگ می توان به ضد زنگ بودن آن اشاره کرد. هماتیت بیشتر در آلمان، اتریش، ایتالیا، سوئد، انگلستان، کانادا، استرالیا، لیبریا، برزیل، روسیه و جزیره هرمز در ایران یافت می ‌شود.

کاربرد سنگ آهن

کاربرد‌ سنگ آهن:

98 درصد استفاده اولیه از سنگ آهن در تولید آهن است و از فولاد برای ساخت اتومبیل، لوکوموتیو، کشتی، تیرآهن، مورد استفاده در ساختمان ها، مبلمان و… می باشد و 2 درصد باقی مانده در کاربردهای مختلف مانند آهن پودر شده، قطعات خودرو، آهن‌ربا و انواع خاصی از فولاد ها استفاده می شود.

  • آهن پودر شده: استفاده در ساخت انواع خاصی از فولاد ها، مگنت ها، قطعات اتومبیل و کاتالیست ها
  • آهن رادیو اکتیو: استفاده در داروسازی و به عنوان یک عنصر ردیاب در تحقیقات بیوشیمی و فلز کاری
  • اکسید آهن سیاه: استفاده به عنوان رنگدانه در ترکیبات پولیش، استفاده در فلزکاری، داروسازی، ساخت جوهری های مغناطیسی و فریت در صنعت الکترونیک
  • آهن قرمز: برای استفاده در جوهر پرینت، در نقاشی ها، لوازم آرایشی، رنگ های هنری
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *